半导体装置的制造方法以及半导体装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种半导体装置的制造方法，其具备如下注入工序：从半导体基板的注入面向第一注入位置注入第一导电型的第一掺杂剂，在注入第一掺杂剂后，从半导体基板的注入面向距注入面的距离比第一注入位置距注入面的距离更大的第二注入位置注入第一导电型的第二掺杂剂。第一注入位置和第二注入位置可以配置在缓冲区。冲区。冲区。

【技术实现步骤摘要】
【国外来华专利技术】半导体装置的制造方法以及半导体装置


[0001]本专利技术涉及一种半导体装置的制造方法以及半导体装置。

技术介绍

[0002]以往，作为半导体装置的场截止层，已知有具备多个杂质浓度峰的结构(例如，参照专利文献1)。
[0003]专利文献1：WO2013/89256号

技术实现思路

[0004]技术问题
[0005]优选高精度地进行向半导体装置的掺杂。
[0006]技术方案
[0007]为了解决上述问题，在本专利技术的第一方式中，提供一种半导体装置的制造方法。制造方法可以具备如下注入工序：从半导体基板的注入面向第一注入位置注入第一导电型的第一掺杂剂，在注入第一掺杂剂后，从半导体基板的注入面向距注入面的距离比第一注入位置距注入面的距离更大的第二注入位置注入第一导电型的第二掺杂剂。
[0008]第一掺杂剂与第二掺杂剂可以是相同元素的掺杂剂。第一掺杂剂与第二掺杂剂可以是氢离子。
[0009]第一掺杂剂与第二掺杂剂中的一者可以是磷离子，另一者可以是氢离子。
[0010]在注入工序中，可以将包含第一掺杂剂和第二掺杂剂在内的三个以上的第一导电型的掺杂剂从半导体基板的注入面向彼此不同的深度的注入位置注入。在注入工序中，可以最先注入三个以上的掺杂剂中的、向最接近半导体基板的注入面的注入位置注入的掺杂剂。在注入工序中，可以最后注入三个以上的掺杂剂中的、向最远离半导体基板的注入面的注入位置注入的掺杂剂。在注入工序中，可以从距半导体基板的注入面的距离近的注入位置起依次注入掺杂剂。
[0011]三个以上的掺杂剂的注入位置中的距半导体基板的注入面的距离最远的注入位置与半导体基板的注入面之间的距离可以是半导体基板的厚度的一半以下。
[0012]半导体基板可以具备：第一导电型的漂移区；以及缓冲区，其设置在漂移区与半导体基板的注入面之间，并且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高。第一注入位置和第二注入位置可以配置在缓冲区。
[0013]半导体基板可以具备设置在缓冲区与注入面之间的第二导电型的集电区。在注入工序之后，可以形成集电区。
[0014]制造方法还可以具备向缓冲区注入氦离子的氦注入工序。在氦注入工序中，可以向缓冲区的不同的深度位置注入氦离子。制造方法在注入工序之后且氦注入工序之前还可以具备对半导体基板进行退火的第一退火工序。制造方法在氦注入工序之后还可以具备对半导体基板进行退火的第二退火工序。
[0015]半导体基板可以具备：第一导电型的漂移区；第二导电型的基区，其设置在漂移区与半导体基板的注入面之间；以及蓄积区，其设置在基区与漂移区之间，并且掺杂浓度比漂移区的掺杂浓度高。第一注入位置和第二注入位置可以配置在蓄积区。
[0016]在俯视下，注入第一掺杂剂的范围与注入第二掺杂剂的范围可以相同。
[0017]第一掺杂剂和第二掺杂剂中的至少一者可以是氢离子。制造方法还可以具备通过区域形成工序，以半导体基板的厚度的一半以上的射程从注入面注入带电粒子。制造方法在通过区域形成工序和注入工序之后还可以具备氢扩散工序，在氢扩散工序中通过对半导体基板进行退火，从而使氢扩散。制造方法在通过区域形成工序之后且注入工序之前还可以具备对半导体基板进行退火的退火工序。
[0018]在本专利技术的第二方式中，提供一种半导体装置。半导体装置可以具备半导体基板，其具有上表面和下表面。半导体装置可以具备第一导电型的漂移区，其设置在半导体基板。半导体装置可以具备第一导电型的缓冲区，其设置在漂移区与下表面之间。缓冲区可以在与漂移区相接的邻接区，包含越远离下表面则氢化学浓度越低的多个氢化学浓度峰。将邻接区中的掺杂浓度分布近似而得的直线的斜率α可以是20(/cm)以上且200(/cm)以下。
[0019]其中，在将邻接区的一端的深度位置设为x1[cm]，将另一端的深度位置设为x2[cm]，将深度位置x1处的掺杂浓度设为N1[/cm3]，将深度位置x2处的掺杂浓度设为N2[/cm3]的情况下，斜率α由下式给出：
[0020]α＝(|log
10
(N2)
‑
log
10
(N1)|)/(|x2
‑
x1|)。
[0021]应予说明，上述
技术实现思路
并没有列举本专利技术的全部必要特征。另外，这些特征组的子组合也能够另外成为专利技术。
附图说明
[0022]图1是示出半导体装置100的一例的俯视图。
[0023]图2是图1中的区域D的放大图。
[0024]图3是示出图2中的e
‑
e截面的一例的图。
[0025]图4A是示出图3的F
‑
F线处的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布以及氦化学浓度分布的一例的图。
[0026]图4B是示出离子的注入深度(Rp)与注入所需要的加速能量之间的关系的图。
[0027]图4C是示出离子的注入深度(Rp)与注入方向的分布宽度(straggling)(ΔRp、标准偏差)之间的关系的图。
[0028]图5A是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布、氦化学浓度分布以及复合中心浓度分布的一例的图。
[0029]图5B是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布、氢化学浓度分布、氦化学浓度分布以及复合中心浓度分布的一例的图。
[0030]图6是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0031]图7是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0032]图8是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0033]图9是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0034]图10A是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0035]图10B是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0036]图10C是示出缓冲区20中的氦化学浓度分布和复合中心浓度分布的其他例的图。
[0037]图11是对氦化学浓度峰221的半峰全宽Wk进行说明的图。
[0038]图12A是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布与氢化学浓度分布的一例的图。
[0039]图12B是示出半导体装置100的制造方法中的一部分工序的图。
[0040]图12C是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布和氢化学浓度分布的其他例的图。
[0041]图12D是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布和氢化学浓度分布的其他例的图。
[0042]图12E是示出缓冲区20中的掺杂浓度分布和氢化学浓度分布的其他例的图。
[0043]图12F是示出半导体装置100的制造方法中的工序的其他例的图。
[0044]图12G是示出半导体装置100的制造方法中的工序的其他例的图。
[0045]图13示出比较例的缓冲区20中的载流子浓度分布和本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
【国外来华专利技术】1.一种半导体装置的制造方法，其特征在于，具备如下注入工序：从半导体基板的注入面向第一注入位置注入第一导电型的第一掺杂剂，在注入所述第一掺杂剂后，从所述半导体基板的所述注入面向第二注入位置注入所述第一导电型的第二掺杂剂，所述第二注入位置是距所述注入面的距离比所述第一注入位置距所述注入面的距离更大的位置。2.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第一掺杂剂与所述第二掺杂剂是相同元素的掺杂剂。3.根据权利要求2所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第一掺杂剂与所述第二掺杂剂是氢离子。4.根据权利要求1所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述第一掺杂剂与所述第二掺杂剂中的一者是磷离子，另一者是氢离子。5.根据权利要求1至4中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述注入工序中，将包含所述第一掺杂剂和所述第二掺杂剂在内的三个以上的所述第一导电型的掺杂剂从所述半导体基板的所述注入面向彼此不同的深度的注入位置注入，在所述注入工序中，最先注入三个以上的所述掺杂剂中的、向最接近所述半导体基板的所述注入面的所述注入位置注入的掺杂剂。6.根据权利要求5所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述注入工序中，最后注入三个以上的所述掺杂剂中的、向最远离所述半导体基板的所述注入面的所述注入位置注入的掺杂剂。7.根据权利要求6所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述注入工序中，从距所述半导体基板的所述注入面的距离近的所述注入位置起依次注入所述掺杂剂。8.根据权利要求5至7中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，三个以上的所述掺杂剂的所述注入位置中的距所述半导体基板的所述注入面的距离最远的所述注入位置与所述半导体基板的所述注入面之间的距离是所述半导体基板的厚度的一半以下。9.根据权利要求1至8中任一项所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体基板具备：第一导电型的漂移区；以及缓冲区，其设置在所述漂移区与所述半导体基板的所述注入面之间，并且掺杂浓度比所述漂移区的掺杂浓度高，所述第一注入位置和所述第二注入位置配置在所述缓冲区。10.根据权利要求9所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体基板具备设置在所述缓冲区与所述注入面之间的第二导电型的集电区，在所述注入工序之后，形成所述集电区。11.根据权利要求9或10所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置的制造方法还具备向所述缓冲区注入氦离子的氦注入工序。12.根据权利要求11所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，在所述氦注入工序中，向所述缓冲区的不同的深度位置注入所述氦离子。
13.根据权利要求11或12所述的半导体装置的制造方法，其特征在于，所述半导体装置的制造方法还具备：第一退火工序，在所述注入工序之后且所述氦注入工序之前，对所述半导体...

【专利技术属性】
技术研发人员：小宫山典宏，野口晴司，伊仓巧裕，樱井洋辅，原田祐一，
申请(专利权)人：富士电机株式会社，
类型：发明
国别省市：